La température constitue une condition aux limites réaliste pour la sélection des hypercycles et des quasi-espèces, car elle modifie la fidélité de réplication, et cette fidélité détermine à son tour la longueur maximale des polynucléotides pouvant être maintenus face aux mutations. Dans le cadre du seuil d'erreur, une population ne peut maintenir une longueur de génome L que si sa fidélité par base q est suffisamment élevée ; dans le cas contraire, le seuil d'erreur est franchi et l'information est perdue.

Fidélité, seuil d'erreur et longueur

Soit q la probabilité d'une copie correcte par base et 1 − q le taux d'erreur par base. Une relation simplifiée du seuil d'erreur s'écrit , où σ est l'avantage sélectif de la séquence maîtresse ou de l'hypercycle. Cette relation montre que est inversement proportionnelle au taux d'erreur : même une perte modeste de fidélité raccourcit fortement la longueur maximale de polynucléotide pouvant être maintenue.

Comment la température intervient

• Une température plus élevée réduit généralement la fidélité. L'augmentation de l'énergie thermique favorise la séparation des brins et accroît le risque d'erreurs de copie, si bien que q tend à diminuer à mesure que T augmente.
• Une fidélité plus faible raccourcit . Comme ∝ 1/(1 − q), une multiplication par dix du taux d'erreur réduit la longueur maintenue d'environ un ordre de grandeur pour un σ fixé.
• Une fidélité plus élevée permet des polynucléotides plus longs. Si la température est suffisamment modérée pour maintenir une copie précise, des gènes plus longs et des fonctions d'hypercycle plus intégrées peuvent être sélectionnés.
• La température modifie également la cinétique et la stabilité des duplex. Une température très basse peut ralentir la réplication et trop stabiliser les duplex, limitant le renouvellement ; une température très élevée peut dénaturer les duplex et faire s'effondrer la fidélité.

Contraintes conjointes sur la capacité informationnelle de l'hypercycle

La température n'agit donc pas par un seul canal. Un hypercycle viable doit satisfaire simultanément trois contraintes : la réplication doit être suffisamment rapide pour être compétitive, les duplex doivent être suffisamment stables pour conserver l'information, et la fidélité par base doit être suffisamment élevée pour maintenir au-dessus de la longueur de génome requise. Il en résulte une fenêtre thermique intermédiaire. En dehors de celle-ci, soit la cinétique soit la fidélité défaille, et l'hypercycle ne peut maintenir les polynucléotides plus longs nécessaires aux fonctions structurellement intégrées.